一文详解Shardeum：基本概念、独特功能及运作机制

原文标题：《What is Shardeum and How Does It Work?》

原文作者：CJ，CoinGecko

原文编译：饼干，ChainCatcher

Shardeum 是一个基于 EVM 的 Layer 1 网络，专为线性可扩展性而设计。由于拥有先进的分片解决方案，Shardeum 承诺永远保持低 gas 费用。Shardeum 还将推出自己的原生代币 SHM。

Shardeum 通过线性扩展和分片，以及自动扩展及其独特的法定人数证明共识解决了可扩展性问题。

Shardeum 利用动态状态分片来提高交易吞吐量，同时保持低 gas 费用。

Arbitrum 是以太坊的扩展解决方案，允许以更高的 TPS 和更便宜的 gas 费用执行交易，这是该网络受欢迎的原因之一。因此，Arbitrum 的空投活动备受加密社区的期待， ARB 奖励给那些早期参与 Arbitrum 主网的人。 

除此之外，加密领域还有许多旨在实现 DeFi 扩展的协议，Shardeum 就是其中之一。 Shardeum 由印度头部加密货币交易所 WazirX 的创始人创立，该团队自 2017 年以来一直在构建 Web3 项目。Shardeum 在 2022 年 10 月完成 1820 万美元种子轮融资，并且可能会向那些参与其测试网的人进行空投。

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资料来源：Shardeum 博客

在本文中，我们将了解什么是 Shardeum，以及其独特的可扩展性功能和生态系统。

Shardeum 是一个基于 EVM 的 Layer 1 区块链，专为线性可扩展性而设计，承诺提供低 gas 费用，同时通过动态状态分片保持去中心化和安全性。Shardeum 的潜在用例范围从 DeFi 到开源 AI 和游戏，旨在让下一个十亿人加入加密货币领域。

为了克服可扩展性、安全性和去中心化的区块链三难困境，Shardeum 借鉴了以太坊的去中心化和安全性，同时通过动态分片及其结合的 Quorum 和 Proof-of-Stake 共识增强线性可扩展性。

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Shardeum 将推出自己的原生加密货币 SHM，该团队已经公布了其代币经济学，固定供应量为 5.08 亿枚，但目前 SHM 仍处于开发阶段。

接下来让我们探讨是什么让 Shardeum 值得关注。

Shardeum 通过使用分片技术进行扩展，该技术将区块链分成更小、更易于管理的部分。

具体而言，区块链本质上是一个大型数据库系统，分片区块链是指将大数据表拆分成更小的数据表。通过将信息分解为可管理的部分，使得分片网络能够比非分片区块链每秒处理更多的交易（TPS）。

分片对于 Shardeum 来说并不陌生，Zilliqa、Polkadot、Near 甚至以太坊都在使用分片（他们使用一个名为 Proto Danksharding 的版本）。然而，Sharedum 使用了一种独特的分片技术，称为“动态分片”。 

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动态分片（dynamic state sharding）是分片技术的前沿解决方案之一，其架构具有灵活性，并且可以轻松适应整个区块链生态系统的变化。在动态分片中，所有节点并非覆盖相同的地址范围，而是为这些节点分配不同地址范围，从而使让多个分片的事务能够同时处理而不是顺序处理。该技术可以减少处理事务的时间，也有助于提高交易吞吐量，同时始终保持较低的 gas 费。

本质上，它允许网络根据动态需求的波动，即时添加或删除区块链分片或数据存储方法。优点是无需停止生态系统即可轻松升级网络。

与静态分片不同，动态分片不会减慢网络速度，因为它可以在网络负载变化时执行，并且轻松应对网络负载的波动。 

Shardeum 也支持利用原子处理技术来确保事务正确执行。原子性意味着事务可以部分执行，或者一个都不执行。如果没有原子处理，交易可能会失败，并造成网络数据不一致，从而导致安全风险、降低可靠性。

Shardeum 结合原子处理和跨分片通信，允许交易访问不同分片的数据和状态，它将使复杂的交易和智能合约能够在分片环境中执行，从而使智能合约开发人员的编码更加容易。

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由于网络的负载和需求会随时变化，因此自动扩展需要适应需求的高低，并且不影响安全性和网络性能。

自动缩放基于负载来测量每个周期（1 分钟）的网络负载，它将与处理负载所需的验证器节点数量达成共识。整个过程是自我执行的，无需任何中介。这类似于比特币网络根据哈希率每两周自动调整其难度级别。

例如，当 Shardeum dApp 收到大量活动时，网络会自动添加更多活动验证器节点以增加吞吐量。当活动减少时，它将减少活跃验证器的数量并保持网络上的精简操作。 

顾名思义，Shardeum 允许在网络中添加更多节点，以在需求高峰期间立即增加交易吞吐量，使 Shardeum 成为一个线性扩展的 Web3 网络。当一个节点处于备用状态时，它是在等待网络活动恢复，需要被激活才能增加 TPS。

无论网络需求如何，这是影响区块链可用性的主要 X 因素，包括吞吐量、去中心化、安全性和恒定交易费用。

因此，如果有足够的需求和节点，Shardeum 理论上有可能实现超过 100, 000 TPS 的交易速度。

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Shardeum 使用独特的共识机制组合，同时使用权益证明 (PoS) + 法定人数证明 (PoQ)。

股权证明是一种如何验证新交易块、验证是否正确，以及谁可以获得奖励的机制。任何持有 SHM 最低要求股份的人都可以参与验证。这是目前最流行的共识机制，被以太坊、其他 L1 和所有 Cosmos 应用程序使用。

Shardeum 使用股权证明来验证新区块，此外，它使用法定人数证明来验证组内的交易。详细地说，法定人数证明用于管理共识组内交易的验证方式，共识组由分片中的多个节点组成。PoQ 节点在收到带有时间戳的交易后立即单独验证交易（这可以防止“双花”，即有人更改区块链网络以重新获取他们已花费的加密货币，以便再次花费）。然后，交易会被广播到网络上共识组/分片中的所有其他节点，而不是网络上的每个节点。

股权证明和法定人数证明共同允许 Shardeum  以无需信任的方式和收据的形式收集选票（又称法定人数），从而使网络保持去中心化。

在 Shardeum 上，共识和处理是在交易级别而不是块级别完成的。

由于动态状态分片，网络将均匀地分片其状态，并在所有节点之间动态分配计算工作负载、存储和带宽。这种类型的交易并行处理使得验证器节点的开销非常低，因为它们将仅存储它们所涉及的交易的状态数据。

这使得 Shardeum 能够永远为开发者和用户保持低 gas 费用。

Shardeum 目前拥有三个测试网：Shardeum Liberty 1.X、Liberty 2.X 和 Sphinx 1.X，其生态系统中有 69 个项目。

Shardeum 上有各种类别的应用程序，从 NFT 到  DeFi，以及链上游戏。  

生态系统中最重要的支柱是 DEX，所以让我们首先看一下已经在 Shardeum 测试网上的 DEX。

去中心化交易所

每个生态系统都需要一个 DEX，因为它是大多数交易和交易完成的地方。在撰写本文时，Swapped Finance 是唯一在 Shardeum 测试网上运行的 DEX。

Swapped Finance 类似于 Uniswap v2 风格的 DEX，用户可以在其中交换不同的代币并收取 0.3% 的费用，以及提供流动性并按比例在所有交易中赚取约 0.21% 的费用。

域名服务

Dotshm.me 是一种类似于以太坊名称服务 (ENS)的 Web3 域名服务，使其他人可以更轻松地将加密货币发送到个性域名而不是用户的“0x”地址。

用户只需将钱包连接到 Liberty 2.X，搜索可用域名，便可注册一个域名。  

NFT 市场

没有 NFT 市场，DeFi 生态系统是不完整的，而 Spriyo.xyz 正是这样。有近 3, 000 个不同的收藏，铸造了超过 120, 000 个 NFT。用户可以在市场中探索，并对喜欢的 NFT 出价。

请记住，所有这些应用程序目前都是测试网，但它们也有可能在未来向测试网用户提供单个项目的空投。

随着下一个十亿用户进入加密领域，可扩展性成为许多网络正在寻求解决的现实问题。分片是提高可扩展性的方法之一，将区块链数据库分成更小的表。这也是以太坊生态系统的下一个重大升级之一，尽管它们将面临来自其他链的竞争。Shardeum 很可能是扩展和分片领域的主要竞争者之一，因为他们自 2017 年以来一直在构建自己的高级分片版本，这使得他们的网络可以无限扩展。

幸运的是，他们仍处于测试网阶段，这意味着仍有可能获得 SHM 空投，尤其是在团队宣布将为生态系统和空投预留 5% 的情况下。 

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